V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE V. ACTUAL AND REGIONAL HYDROLOGICAL PROBLEMS AND TASKS

Transkript

1 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE V. ACTUAL AND REGIONAL HYDROLOGICAL PROBLEMS AND TASKS V.1 Vyhodnocení hydrologického sucha v roce 215 V.1 Assessment of hydrological drought in 215 (Autoři / Authors: Ing. Jan Kubát a kol.) Drought in the Czech Republic in 215 was caused by a significant precipitation deficit that developed during spring and summer of 215. The total precipitation depth in 215 has been the second lowest since Precipitation shortage was accompanied by heat waves periods that increased evaporation and worsened drought conditions in the landscape. Below normal precipitation together with mild winter and below normal snow conditions led to a fast decrease in flow of the majority of rivers, reaching a drought stage (Q 355d ) as early as at the beginning of May. During the year, flows of most streams experienced several weeks to months of discharge below Q 355d, with a significant number of streams falling even below the severe drought level (Q 364d ) or showing historical low-flow minima. An unprecedented complete dryout of some smaller streams was observed in some regions. On the other hand, a positive effect of large reservoirs on low-flow conditions was demonstrated at regulated river reaches. Drought impacted the groundwater parameters (water level in boreholes and spring yields) as well. During the summer and early autumn, approximately one quarter of measuring sites have recorded minimal values since the beginning of observation in the 196s. However, the annual mean value of groundwater stage for 215 was not the driest one. The reason for that was a near normal state of groundwater at the beginning of the year and partial recovery of aquifers at the end of the year. The CHMI compiled a detailed assessment report on the 215 drought in the Czech Republic. The drought was assessed from a point of view of its meteorological causes, evapotranspiration, soil water balance, impact on vegetation, water storage in snow cover, hydrological drought, reservoirs influence, as well as comparison with historical drought events in 194, 1947, 1994 and 23. The assessment report is stored in the Institute s library and can be downloaded from the CHMI website including a shorter English version. V.1.1 Meteorologické příčiny sucha Během roku 215 docházelo na území ČR k nárůstu deficitu atmosférických srážek, což se projevilo zejména v letních měsících výrazným nedostatkem vody v krajině a půdě, citelným snížením hladin vodních toků a malými průtoky. Tento deficit srážek, tedy meteorologické sucho, byl zapříčiněn cirkulací a anomáliemi v atmosféře. Příčiny sucha jsou ovšem komplexnější a nejsou spojené jen s aktuálním nedostatkem atmosférické vody. Důležitými faktory jsou jak interakce mezi teplotou a vlhkostí vzduchu, tak i podmínky v krajině a v půdě před samotným nástupem sucha. Srážkový deficit se v ČR začal projevovat už v roce 214 a od února 215 pozvolna pokračoval. Během zimy 214/215 nedošlo k vytvoření významné sněhové pokrývky. Jarní měsíce březen až květen byly srážkově i teplotně normální, avšak srážkové úhrny nestačily na dorovnání vláhového deficitu. Srážkový deficit se postupně prohluboval a v polovině srpna dosáhl kumulovaný deficit srážek od počátku roku 215 v ČR cca 15 mm oproti průměru za období 1981 až XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII -5 srážky [mm] Hydrologický rok 214 Hydrologický rok 215 Odchylka Čechy deficit Čechy odchylka Morava deficit Morava Obr. V.1 Plošný průměr odchylky měsíčních úhrnů srážek na území Čech a Moravy v letech 214 a 215 od normálu za období Fig. V.1 Deviation of monthly mean areal precipitation from the normal and accumulated precipitation deficit for the area of Bohemia (red) and Moravia (green) during

2 16 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE Uprostřed srpna se vyskytly vydatné srážky, které krajině a vegetaci pomohly, avšak nestačily na to, aby celkovou situaci do dalších týdnů výrazně zlepšily. Proto na začátku října na území republiky vyvrcholil srážkový deficit dosahující v průměru 17 až 18 mm. Výrazně nadprůměrné srážkové období z poloviny října poněkud vylepšilo situaci a po srážkově rozkolísaném zbytku roku končil rok 215 s deficitem na úrovni 15 mm v průměru za ČR. Je však nutno dodat, že k tomu je třeba uvažovat srážkový deficit z minulého období, který na počátku roku 215 činil v ČR cca 7 mm. Situace se však lišila regionálně, v Čechách byl počáteční deficit výrazně vyšší než na Moravě a tento rozdíl se propagoval prakticky po celý rok 215 (viz obrázek V.1). Ze synoptického hlediska byl nedostatek srážek koncem zimy a začátkem jara 215 způsoben přítomností tlakových výší nad větší části euroatlantické oblasti, tedy absencí tlakových níží a s nimi spojených front. Pokud by se v květnu a červnu nevyskytla období s převládajícím vlhkým západním prouděním, propad srážkového deficitu by byl ještě výraznější. Na začátku léta už byla krajina poměrně vysušená a situaci postupně zhoršovaly i opakující se vlny veder, některé extrémní a trvající i řadu dní po sobě. Rozložení tlakových útvarů a zejména rozsáhlé a obnovující se tlakové výše přispívaly k tomu, že se do střední Evropy nedostával dostatečně vlhký vzduch z okolních moří a z oceánu. Frontální systémy, které se dostaly nad naše území, neměly dostatečnou vlhkost pro vývoj bouřek, které jsou v létě převažujícím zdrojem srážek. Suchá krajina s nedostatkem vláhy v kombinaci s relativně stabilním zvrstvením vzduchu nepřispívala ani k tvorbě tzv. bouřek z tepla, respektive předfrontálních bouřek, které představují další zdroj srážek v letním období. Nízká relativní vlhkost vzduchu a málo oblačnosti na vrcholu léta, kdy je astronomický svit nejdelší, přispívaly i k celkově většímu výparu. Přítomný velmi teplý vzduch byl schopen absorbovat větší množství vodní páry, což způsobovalo dodatečné prohlubování nedostatku vody v krajině. Všechny tyto okolnosti vedly k tomu, že srážek na území ČR bylo daleko méně než normálně a vlhkost byla dodatečně odčerpávaná z půdy a z krajiny. Srážkové a teplotní charakteristiky roku 215 Souhrnné klimatické charakteristiky roku 215 jsou uvedeny v I. kapitole ročenky, včetně mapek s jejich územním rozložením. Zopakujme pouze, že průměrná teplota vzduchu za rok 215 na území ČR činila 9,4 C (o 1,5 C více než normál ), průměrná teplota vegetačního období 15,2 C byla o 1,1 C vyšší než normál. Odchylka průměrné teploty od normálu za uvedená období je kladná téměř pro celé území ČR. Za rok 215 v průměru spadlo na území ČR 532 mm srážek (78 % normálu ), což je druhý nejnižší roční úhrn srážek od roku Nižší úhrn byl zaznamenán pouze v roce 23, a to pouhých 55 mm. Za vegetační období (duben září) na území ČR spadlo v průměru 272 mm srážek, což je nejméně od roku Velmi teplé léto bylo spojeno s výskytem horkých vln. První horká vlna byla zaznamenána začátkem července v období od do Po mírném poklesu teploty následovala druhá horká vlna mezi a Další velmi výrazná horká vlna, jak délkou, tak intenzitou, nastala začátkem srpna. Mimořádně teplé období přetrvávalo po dobu 14 dní ( ) na celém území ČR. Během těchto horkých vln maximální denní teploty na některých stanicích přesahovaly až 38 C. Nejvyšší maximální teploty byly naměřeny na stanici Řež u Prahy (4, C), Dobřichovice (39,8 C) a Ústí nad Labem, Vaňov (39,1 C), na území Moravy a Slezska na stanici Javorník (38,2 C). Období vysokých teplot bylo ukončeno přechodem studené fronty Poslední horká vlna byla zaznamenána koncem měsíce srpna a přetrvala až do začátku měsíce září ( až 1. 9.). Výskyt nadprůměrných teplot dokumentuje i zaznamenaný počet tropických dní (den s max. teplotou >=3 C) a nocí (den s min. teplotou >=2 C). Nejvyšší počet tropických dní během července 215 (18 dní) byl zaznamenán na stanicích Brno-Žabovřesky, Lednice, Brod nad Dyjí, Strážnice a Dyjákovice. Nejvíce tropických nocí (11 nocí) bylo zaznamenáno v Praze-Klementinu. V srpnu 215 byl nejvyšší počet tropických dní zaznamenán na stanici Dobřichovice, a to 2 dní. Nejvíce tropických nocí (15) nastalo opět v Praze-Klementinu % normálu I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Obr. V.2 Měsíční úhrny srážek na území ČR v % normálu v období od ledna 214 do prosince 215. Fig. V.2 Monthly precipitation totals in as a percentage of the normal for the Czech Republic.

3 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY Obr. V.3 Přehled vodoměrných profilů, ve kterých byl v roce 215 změřen průtok 355denní a menší. Fig. V.3 Overview of gauging sites where low flows (Q Q355d) were measured in 215. V.1.2 Povrchové vody Výskyt minimálních průtoků ve vodních tocích je ve vegetační sezoně vždy spojen s výrazným deficitem srážek a postupně se zmenšujícími zásobami vody v povodí. U toků s přirozeným hydrologickým režimem jsou minimální průtoky tvořeny výhradně odtokem ze zásob podzemních vod. V případě výskytu významnějších srážek průtoky krátkodobě vzrůstají a zpravidla rychle klesají zpět na úroveň před srážkovou epizodou. Jedním ze základních ukazatelů začátku období s minimálními průtoky a vzniku hydrologického sucha je pokles hodnoty průtoků pod hodnotu Q355d (355denní průtok). Jedná se o průtok, který je v dlouhodobém průměru dosažen nebo překročen po dobu 355 dní v roce. Při dalším zmenšování průtoků, k hodnotám 364denního průtoku a nižším, už se může jednat o hydrologické sucho velmi významné. V roce 215 začalo období s výskytem minimálních průtoků zhruba na přelomu června a července. Jednalo se tedy o periodu hydrologického sucha ve vegetační sezoně, kdy dlouhodobě přetrvávající nedostatek atmosférických srážek byl později doprovázen periodami s tropickou teplotou vzduchu, která v některých dnech dosahovala i extrémních hodnot. Tato skutečnost vedla k dalšímu zaklesávání hladin vodních toků vlivem zvýšeného výparu z krajiny, hladin vodních nádrží i samotných vodních toků. Na mnohých tocích se tak postupně průtoky dostaly i poměrně významně pod úroveň 364denního průtoku. Hydrologické Tab. V.1 Přehled profilů, kde bylo detekováno vyschnutí toku. sucho bylo na většině vodních toků krátkodobě Tab. V.1 List of water gauges where complete dryout was observed. přerušeno srážkovou epizodou v polovině srpna. Dokumentace měření minimálních průtoků Během měsíců července, srpna a září bylo pracovníky ČHMÚ provedeno více než 85 hydrometrických měření, přičemž v některých profilech byly přímo změřeny vůbec nejmenší průtoky za dobu pozorování vodoměrných stanic. Ve 258 profilech byl změřen 355denní průtok, nebo menší. Z tohoto počtu se ve 16 případech jednalo o průtok 364denní, nebo menší. V několika případech bylo zaznamenáno úplné vyschnutí toku, nebo jen nepatrné průtoky. V mapě na obrázku V.3 jsou lokality hydrometrických měření provedených od července do konce roku 215, kde nejmenší průtok změřený v uvedeném období se rovnal, nebo byl menší než 355denní průtok. Tok River Profil Profile Plocha povodí Catchment area [km2] Datum Date Průtok] Discharge [m3.s 1] Rokytenka Žamberk 59, Žejbro Vrbatův Kostelec 48, Klejnárka Chedrbí 64, Brzina Hrachov 133, Úterský potok Trpísty 297, Lomnický potok Pila 59, Vrbovec Bystrc 15, ,1 Sloupský potok Sloup (*) 5, Bílá voda Holštejn (*) 57, ,2 (*) profily nacházející se v Moravském krasu, vysychají častěji, ale zpravidla v pozdějším období v roce / profiles from the Moravian Karst that dry out more often, but it happens later during the year

4 162 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE Vyhodnocení vývoje vodnosti vybraných toků Hydrogramy průtoků v roce 215 ve vybraných vodoměrných stanicích v ČR jsou uvedeny v I. kapitole ročenky. Vývoj vodnosti v průběhu roku poznamenal především deficit srážek, který se projevil již v průběhu zimy, kdy sněhové zásoby byly vzhledem k období podprůměrné, a to zejména v nižších a středních polohách. Navíc převážná většina sněhových zásob nahromaděných k začátku ledna 215 roztála v druhém lednovém týdnu vlivem výrazného oteplení a vydatných dešťových srážek, které se vyskytly i v horských oblastech. Tání na přelomu března a dubna již nevyvolalo tak významné zvětšení průtoků, protože sníh na konci března ležel pouze v horských polohách a odtával postupně. Tání sněhu navíc zpomalilo výrazné, ale krátkodobé, ochlazení v prvním dubnovém týdnu. Od začátku května již docházelo převážně k poklesům hladin vodních toků, občas přerušeným většinou nepříliš významnými srážkami. Přelom června a července, kdy se výrazně oteplovalo a teplota postupně dosáhla tropických hodnot, lze označit za počátek suchého a mimořádně teplého období, které trvalo až do poloviny srpna. V mnoha profilech zaklesla hladina toků významně pod úroveň 355denního průtoku nebo i 364denního průtoku, přičemž došlo i k vyschnutí mnoha drobných vodotečí, ale i některých větších potoků. Z vybraných stanic na větších tocích, které jsou uvedeny v tabulce V.2, je největší počet dní s průtokem zaklesnutým pod Q 364d na Ostravici a Olši, což odpovídá extrémním projevům sucha v povodí Odry. Vedle nedostatku srážek hrál v létě 215 podstatnou roli i větší výpar z vodní hladiny toků a nádrží, což se markantně projevilo zejména v povodích s rozsáhlými Tab. V.2 Počet dní v roce 215, kdy průměrný denní průtok podkročil nebo dosáhl Q 355d a Q 364d (vybrané vodoměrné stanice). Tab. V.2 Number of days of mean daily discharge smaller or equal to Q 355d and Q 364d during 215 (selected gauging stations). Tok River Profil Profile Plocha povodí Catchment area [km 2 ] Počet dnů s Q 355d a menším Number of days with Q Q 355d Počet dnů s Q 364d a menším Number of days with Q Q 364d Labe Jaroměř 1224, Orlice Týniště nad Orlicí 1 554, Labe Přelouč 6437, Cidlina Sány 1151, 55 1 Jizera Železný Brod 791, Jizera Předměřice 2157, Labe Kostelec nad Labem , Vltava Vyšší Brod 997,1 6 Malše Roudné 962,2 54 Vltava České Budějovice 2 847,7 18 Lužnice Bechyně 4 57, Blanice Blanický Mlýn 85, Otava Písek 2 913, Sázava Zruč nad Sázavou 1 42, Sázava Nespeky 4 38, Berounka Plzeň 4 17, Berounka Beroun 8 286, Vltava Praha , Ohře Karlovy Vary 2 857, Ohře Louny 4 979, Labe Ústí nad Labem 48 56, Bílina Trmice 918, Ploučnice Benešov nad Ploučnicí 1 156, Labe Děčín 51 12, Odra Ostrava-Svinov 1 613, Opava Děhylov 2 37,6 Ostravice Ostrava 82, Odra Bohumín 4 663, Olše Český Těšín 384, Olše Věřňovice 1 75, Morava Olomouc 3 323,6 93 Bečva Dluhonice 1 592, Morava Strážnice 9 144,8 5 Dyje Trávní Dvůr 3 535,1 7 Svratka Židlochovice 3 938,1 Jihlava Ivančice 2 68, 64 3 Dyje Ladná ,7 4 soustavami rybníků a nádrží, zejména pak v povodí Lužnice. Potvrdila se tak skutečnost, že velké chovné rybníky v době sucha zhoršují průtokový režim v tocích, protože zadržují vodu a nadto v období výskytu vysoké teploty vzduchu dochází k velkému výparu z hladiny rybníků. Oproti tomu víceúčelové velké vodní nádrže (např. Lipno, Orlík, Nechranice), které nadlepšují v době sucha minimální průtoky, v průběhu roku 215 významně zlepšovaly průtokové poměry v úsecích toků pod nádržemi. Nádrže Vltavské kaskády značně přispěly ke zmírnění dopadu hydrologického sucha na dolní Vltavě a dolním Labi. Na úsecích toků s významným vlivem vodních nádrží je proto nutné významnost hydrologického sucha posuzovat v kontextu s velikostí zmíněného antropogenního ovlivnění. Podrobněji se tomuto tématu věnuje kapitola V.3. Hydrologické sucho bylo v polovině srpna krátkodobě zmírněno poměrně významnou epizodou vydatných srážek, které spadly v pásmu táhnoucím se od Ústeckého kraje napříč republikou ke kraji Jihomoravskému a Zlínskému (viz obrázek V.4). Ve dnech 16. až spadlo na některých místech i více než 1 mm srážek a doba jejich opakování ojediněle dosáhla až 5 let. Vzhledem k déletrvajícímu suchu a velké retenční schopnosti půdy však odtoková odezva na tyto srážky byla minimální. Prakticky veškerá srážková voda se vsákla do půdy nebo se vypařila, odtok nastal jen z nepropustných ploch. Např. na povodí Svitavy k profilu Bílovice nad Svitavou (1 12 km 2 ) spadlo v průměru 98 mm, z čehož však přímo odteklo pouze 2,6 mm. Na levostranných přítocích Moravy (Moštěnka, Olšava, Velička) byla situace obdobná a srážky vyvolaly jen nevýznamné zvýšení hladin vodních toků. V povodí Odry a v části povodí Vltavy nebyla srážková epizoda v polovině srpna tak významná, s čímž korespondují i celkově nižší stavy podzemních vod v těchto oblastech (viz obrázek V.1).

5 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY Obr. V.4 Úhrn srážek na území ČR od 16. do Fig. V.4 Precipitation total in the Czech Republic for the period from 16 th to 19 th August 215. Analýza extremity minimálních průtoků Pro vyjádření míry sucha ve vodních tocích byly zvoleny 3denní a 7denní minimální odtokové výšky, které byly spočítány pro rok 215 a pro jednotlivé roky období vyhodnocení průtoků ve vybraných stanicích. Jedná se o souvislé období 3 dnů (resp. 7 dnů) v každém roce, ve kterém byl dosažen nejmenší odtok (nezávisle na kalendářním měsíci). 3denní minimální odtokové výšky byly spočítány za jednotlivé roky začínající 1. dubnem a končící 31. březnem následujícího roku. Na obrázcích V.5 až V.8 jsou pro vybrané vodoměrné profily znázorněny sloupcové grafy, kde sloupce představují minimální 3denní odtokovou výšku v daném roce a barevné linie znázorňují 3denní odtokové výšky odpovídající 355dennímu (Q 355d ) a 364dennímu průtoku (Q 364d ). Dle charakteru hydrologického režimu v jednotlivých profilech představuje Lužnice v Bechyni (viz obrázek V.5) vodní tok, jehož průtoky jsou ovlivněny hospodařením v rozsáhlé rybniční soustavě na Třeboňsku a Jindřichohradecku. Hydrologický režim je výrazně ovlivněn zejména v době vypouštění a napouštění rybníků, což je nejvýraznější v obdobích s výskytem minimálních průtoků, a toto ovlivnění se silně projevilo i v roce 215. Hydrologické sucho v profilu Bechyně na Lužnici v roce 215 lze hodnotit jako extrémní, protože 3denní minimální odtoková výška je patrně nejmenší za celé období s vyhodnocenými průtoky. Z grafu na obrázku V.5 je dále patrné, že velmi výrazné hydrologické sucho se zde rovněž vyskytlo v letech 195, 1952, 1953 a dále v roce 199 a 23. V profilu Děčín na Labi (obrázek V.6) je k dispozici nejdelší řada s vyhodnocenými průměrnými denními průtoky, a to od roku V grafu jsou pro lepší přehlednost znázorněna data až od roku 191. Hydrologický režim je výrazně ovlivněn činností nádrží Vltavské Tab. V.3 Doba opakování 7denních a 3denních průtokových ročních minim ve vybraných profilech. Tab. V.3 Return period of annual minimum 7-day and 3-day discharge at selected gauging sites. Tok River Profil Gauging site Počátek časové řady Time series beginning Datum Date 7denní roční minima Annual 7-day minima Q [m 3.s 1 ] Roky Years Datum Date 3denní roční minima Annual 3-day minima Q [m 3.s 1 ] Orlice Týniště n. Orlicí , , Jizera Železný Brod , ,99 2 Lužnice Bechyně ,919 > ,37 1 Otava Písek , , Sázava Zruč n. Sázavou , , Odra Ostrava-Svinov , , Bečva Dluhonice , , Morava Strážnice , , Roky Years

6 164 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE [mm] Odtoková výška Q355d Q364d Obr. V.5 Minimální 3denní odtokové výšky v jednotlivých letech v profilu Bechyně na Lužnici. Fig. V.5 Annual minimum 3-day runoff depth of the Lužnice River at the Bechyně water gauge. [mm] Odtoková výška Q355d Q364d Obr. V.6 Minimální 3denní odtokové výšky v jednotlivých letech v profilu Děčín na Labi. Fig. V.6 Annual minimum 3-day runoff depth of the Labe River at the Děčín water gauge. kaskády (Lipno I od roku 196, Orlík od roku 1963) a částečně také provozem nádrží v povodí Ohře (Nechranice od roku 1968). Z grafu je zřejmé, že v období ovlivněném provozem nádrží je hydrologické sucho v roce 215 nejvýraznější. V období před výstavbou nádrží bylo velmi výrazné sucho v letech 194, 1911 a v roce Je evidentní, že nádrže v povodí Vltavy a Ohře nadlepšováním minimálních průtoků výrazně zmenšují následky hydrologického sucha na Vltavě pod Vltavskou kaskádou a na Labi pod soutokem s Vltavou. Odra v profilu Ostrava-Svinov (viz obrázek V.7) nemá významně ovlivněný hydrologický režim. Z grafu je patrné, že obdobné sucho jako v roce 215 se vyskytlo v letech 1928, 1932, 1947, , 1962, 1963 a v letech 1992 a Je tedy zřejmé, že období s výraznějším hydrologickým suchem byla v tomto profilu zaznamenávána častěji před rokem 197, než v posledních cca 45 letech. V profilu Strážnice na řece Moravě (viz obrázek V.8) rovněž není hydrologický režim významně ovlivněn antropogenní činností. Z grafu vyplývá, že hydrologické sucho v roce 215 nebylo v tomto profilu nikterak extrémní. Od začátku systematického vyhodnocování

7 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY [mm] Odtoková výška Q355d Q364d Obr. V.7 Minimální 3denní odtokové výšky v jednotlivých letech v profilu Ostrava-Svinov na Odře. Fig. V.7 Annual minimum 3-day runoff depth of the Odra River at the Ostrava-Svinov water gauge. [mm] Odtoková výška Q355 Q364 Obr. V.8 Minimální 3denní odtokové výšky v jednotlivých letech v profilu Strážnice na Moravě. Fig. V.8 Annual minimum 3-day runoff depth of the Morava River at the Strážnice water gauge. průtoků se jedná dokonce až o patnáctou nejnižší hodnotu v pořadí. Za posledních třicet let bylo hydrologické sucho oproti roku 215 významnější v letech 1992, 1993, 23 a 24. V osmi vybraných profilech byl proveden statistický odhad extremity 7denních a 3denních ročních minimálních průtoků v roce 215 (viz tabulka V.3). Největší extremita hydrologického sucha byla zaznamenána na přítocích Vltavy v jižních Čechách, kde na Lužnici v Bechyni vychází doba opakování minimálních 7denních průtoků větší než 1 let, resp. 1 let pro 3denní minima, na Otavě v Písku 5 let pro 7denní minima, resp. 2 až 5 let pro 3denní minima. Výrazné sucho bylo i ve středních a východních Čechách s dobou opakování 2 5 let na Orlici v Týništi nad Orlicí a na Sázavě ve Zruči nad Sázavou. Na Jizeře v Železném Brodě je odhad extremity hydrologického sucha ovlivněn výskytem minimálních průtoků v několika zimních obdobích a doba opakování vychází na 1 až 2 let pro 7denní minima, resp. 2 let pro 3denní minima. Na jihovýchodní Moravě naopak nebylo hydrologické sucho v roce 215 tak významné. Na Moravě ve Strážnici a na Bečvě v Dluhonicích vychází doba opakování ročních minim 5 1 let.

8 166 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE V.1.3 Podzemní vody Průběh sucha v roce 215 z hlediska podzemních vod je podrobně popsán v úvodních kapitolách ročenky. Ve vrtech mělkých zvodní byly úrovně hladiny mírně až silně podnormální již v jarních měsících, a to zejména v povodí horního a středního Labe a horní Vltavy. Následně se pokles hladin na dlouhodobé křivce překročení prohluboval a na většině území byly minimální stavy zaznamenány ve 33. týdnu (viz obrázek V.9), tj. před srážkovou epizodou ve druhé polovině srpna. V dílčích povodích zasažených srpnovými srážkami pak došlo k částečnému zlepšení, ale zejména v povodí horní Vltavy a Odry výskyt silně podnormálních stavů v mělkých vrtech pokračoval. Hodnocení stavu podzemních vod (vrty, prameny) je provedeno zařazením do kategorií závažnosti podle umístění posuzovaných hodnot na příslušné křivce překročení, obvykle měsíční křivce překročení / monthly cumulative frequency curve (MKP) odvozené za období takto: mimořádně nadnormální / extremely above normal silně nadnormální / strongly above normal mírně nadnormální / slightly above normal normální / normal mírně podnormální / slightly below normal silně podnormální / strongly below normal mimořádně podnormální / extremely below normal < 5 % MKP 5 15 % MKP % MKP % MKP % MKP % MKP > 95 % MKP Jako mimořádné sucho jsou tedy označeny mimořádně podnormální stavy, které odpovídají nejnižším 5 % pozorování v celém období. Hodnocení je prováděno jak pro jednotlivé objekty, tak souhrnně pro definované oblasti povodí (tabulka V.4). Pro dlouhodobější porovnání je na obrázku V.1 znázorněn průběh stavů hladiny vody v mělkých vrtech na dlouhodobých měsíčních křivkách překročení za období Z celoročního pohledu byl stav mělkých zvodní v roce 215 podobný s rokem 1992, příp. 24 a nepatřil mezi nejnižší. Roky s celkovou nejnižší úrovní podzemních vod v předchozích 35 letech byly roky 1991 a Porovnání průběhu stavu podzemních vod mělkých zvodní v roce 215 a v suchých letech 1991, 1992 a 1993 je na obrázku V.11. Pro souhrnné vyjádření stavu mělkých vrtů je užita směrodatná proměnná, kde zaznamenané hladiny vody v jednotlivých vrtech jsou normalizovány dlouhodobým průměrem a směrodatnou odchylkou. Průběh hladin v uvedených letech je doplněn průběhem mediánu (5. percentilu PP5) za celé období Rozdílnost v celkovém hodnocení na konci jednotlivých roků je daná především odlišným stavem mělkých zvodní v prvních a posledních měsících. Na celkově lepší bilanci podzemních vod v roce 215 měly vliv vyšší hodnoty úrovní hladiny v lednu a únoru a částečné doplnění mělkých zvodní koncem roku na většině území ČR. Regionální rozložení roční charakteristiky mělkých zvodní v roce 215 vyjadřuje vyhodnocení pozice mediánu hladiny za tento rok vůči období (viz obrázek V.12). Tato pozice je vyjádřena kategoriemi ve vztahu k roční křivce překročení za celé období. K mapce z roku 215 je uvedena pro srovnání i mapka zatím nejsuššího roku Obr. V.9 Hodnocení stavu hladiny podzemních vod v mělkých vrtech pro 33. týden roku 215 vzhledem k týdenní křivce překročení sestavené za období Fig. V.9 Evaluation of groundwater level in shallow boreholes in mid-august 215. Evaluation is based on exceedance probability for a given week with respect to the reference period. Red and orange colours indicate drought conditions.

9 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY Tab. V.4 Hodnocení stavu hladiny v mělkých vrtech v roce 215 vzhledem k měsíční křivce překročení pro jednotlivá dílčí povodí. Tab. V.4 Evaluation of groundwater level in shallow boreholes in 215. Numbers represent probability of exceedance of monthly values derived from the reference period for selected basin districts. Dílčí povodí Basin district zařazení na MKP v % / probability of exceedance in % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Horní a střední Labe Horní Vltava Dolní Vltava Berounka Dolní Labe Odra Morava Dyje Poněkud odlišná byla situace u nejhlubších zvodní monitorovaných hlubokými vrty. Až do května byly úrovně hladiny v hlubokých vrtech setrvalé, s občasnými poklesy i vzestupy a meziročně srovnatelné s rokem 214. Mírné klesání se začalo projevovat až s nástupem léta, nejednalo se však o extrémně nízké hodnoty jako v mělčích zvodních. V měsíci říjnu docházelo u hlubokých zvodní ve většině sledovaných oblastí ke stagnaci či jen mírným změnám hladiny podzemních vod. Ke konci roku došlo v mnoha oblastech hlubokých zvodní po delší době k nárůstu hladiny podzemní vody, v ostatních oblastech převažovala stagnace či mírný vzestup hladiny. Vzhledem k dosud krátkým řadám hladin u většiny hlubokých vrtů nejsou zatím jednotlivé oblasti hodnoceny v porovnání s dlouhodobými charakteristikami jako celek a jejich stav lze hodnotit pouze v kratším horizontu několika let dle dosavadního průběhu hladiny. Za nejsušší období v hlubších zvodních lze zatím považovat roky 24, 25, příp. 29. Jako příklad vývoje hladiny v křídových sedimentech od počátku sledování je uveden na obrázku V. 13 průběh hladiny v hlubokém vrtu VP741 Lužany a na obrázku V.14 ve vrtu VP718 Provodov. Úrovně hladiny vody v obou vrtech byly koncem roku 215 blízké mezi pro sucho, neklesly však na zatím nejnižší hodnoty úrovně hladiny zaznamenané po roce 2. Průměrná vydatnost pramenů hlásné sítě pro celou republiku vykazovala zvyšující se deficit podzemních vod již od února 215; i když absolutní vydatnosti pramenů až do dubna ještě rostly, normální úrovně obvyklých jarních maxim nebylo dosaženo. Poté se již vydatnost pramenů zmenšovala, a to s větší intenzitou, než je pro dané měsíce obvyklé. Zmenšování vydatnosti pramenů neprobíhalo v celé republice stejně. Rozdíly zařazení vydatnosti na MKP pro jednotlivé regiony jsou patrné z tabulky V.5. Oblastmi nejvíce postiženými suchem byly již od července severovýchodní Čechy (povodí horního a středního Labe) a severovýchodní Morava (povodí Odry). Z hlediska zařazení vydatnosti na týdenních křivkách překročení byla vydatnost nejmenší % MKP MKP % normál RKP % Obr. V.1 Průběh stavu hladiny mělkých vrtů v % na měsíčních křivkách překročení (MKP) za období a jejich roční klouzavý průměr (RKP). Fig. V.1 Course of groundwater level in shallow boreholes expressed by monthly probability of exceedance (in %) based on the reference period (MKP) and annual moving average (RKP).

10 168 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE Tab. V.5 Hodnocení vydatnosti pramenů v roce 215 vzhledem k měsíční křivce překročení (MKP) období pro jednotlivá dílčí povodí. Tab. V.5 Evaluation of spring yields in 215. Numbers represent probability of exceedance of monthly values derived from the reference period for selected basin districts. Dílčí povodí Basin district zařazení na MKP v % / probability of exceedance in % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Horní a střední Labe Horní Vltava Dolní Vltava Berounka Dolní Labe Odra Morava Dyje v září (4. týden). Malých hodnot však sledované objekty dosahovaly již v červenci a srpnu. Nejsušší oblastí bylo na přelomu srpna a září povodí Odry, kde meze pro sucho dosáhlo 85 % pramenů. Zatímco v povodí horního a středního Labe se koncem roku situace v podzemních vodách zlepšila až na téměř normální úroveň, na severovýchodě v povodí Odry zůstaly vydatnosti pramenů blízké mezi pro sucho a některé vyschly úplně. Pro dlouhodobější porovnání je na obrázku V.15 znázorněn průběh vydatnosti pramenů na dlouhodobých měsíčních křivkách překročení (MKP) za období , doplněný ročním klouzavým průměrem (RKP). Z celkového ročního pohledu byly hodnoty vydatnosti v roce 215 podobné s rokem Z grafu je patrné, že mezi roky s nejnižší úrovní vydatnosti pramenů patřily v hodnoceném období roky 1991 a 1993, a to platilo téměř pro celou ČR. Porovnání průběhu vydatnosti pramenů v roce 215 a v suchých letech 1991, 1992 a 1993 je na obrázku V.16. Pro souhrnné vyjádření vydatnosti pramenů je užita směrodatná proměnná, kde zaznamenané vydatnosti jednotlivých pramenů jsou normalizovány dlouhodobým průměrem a směrodatnou odchylkou. Průběh vydatností v uvedených letech je doplněn průběhem mediánu (5. percentilu PP5) za celé období (PP5) Regionální rozložení roční charakteristiky pramenů v roce 215 znázorňuje mapka s vyhodnocením pozice ročního mediánu vydatnosti v roce 215 vzhledem k roční křivce překročení za období (viz obrázek V.17). Tato pozice je vyjádřena slovním hodnocením obdobně jako u vrtů mělkých zvodní. Pro porovnání je k mapce roku 215 uvedena také mapka zatím nejsuššího roku 1993 (v období systematického pozorování). Rozdílnost v konečném celkovém hodnocení obou roků je daná především odlišným stavem hodnot vydatnosti na začátku a konci roku. 1 SP -1-2 XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII HV_215 HV_1993 HV_1992 HV_1991 PP5 Obr. V.11 Průběh standardizovaného stavu hladiny mělkých vrtů v roce 215 a v suchých letech 1991, 1992 a Průběh mediánu (PP5) z hlásné sítě za období Fig. V.11 Course of standardized groundwater level in shallow boreholes in 215 in comparison to dry years 1991, 1992 and Course of median (PP5) obtained from measuring network during the period

11 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY Obr. V.12 Hodnocení stavu hladiny podzemních vod v mělkých vrtech v roce 215 (nahoře) a v roce 1993 (dole). Fig. V.12 Evaluation of annual groundwater level in shallow boreholes in 215 (top) and 1993 (bottom). Red and orange colours indicate drought conditions.

12 17 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE 295, Vrt VP741 Lužany 294,5 294, [m n.m.] 293,5 293, 292,5 292, 291, Obr. V.13 Průběh stavu hladiny vody v hlubokém vrtu VP741 Lužany. Fig. V.13 Course of groundwater level in the deep borehole VP741 Lužany. Vrt VP718 Provodov [m n.m.] Obr. V.14 Průběh stavu hladiny vody v hlubokém vrtu VP718 Provodov. Fig. V.14 Course of groundwater level in the deep borehole VP718 Provodov.

13 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY % MKP MKP % normál RKP % Obr. V.15 Průběh vydatnosti pramenů v % na měsíčních křivkách překročení (MKP) za období a jejich roční klouzavý průměr (RKP). Fig. V.15 Course of spring yields expressed by monthly probability of exceedance (in %) based on the reference period (MKP) and annual moving average (RKP). 1 SP -1 XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII QP_215 QP_1993 QP_1992 QP_1991 PP5 Obr. V.16 Průběh standardizované vydatnosti pramenů v roce 215 a v suchých letech 1991, 1992 a Průběh mediánu (PP5) z hlásné sítě za období Fig. V.16 Course of standardized spring yields in 215 in comparison to dry years of 1991, 1992 and Course of median (PP5) obtained from measuring network during the period

14 172 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE Obr. V.17 Hodnocení vydatnosti pramenů v roce 215 (nahoře) a v roce 1993 (dole). Fig. V.17 Evaluation of annual spring yields in 215 (top) and 1993 (bottom). Red and orange colours indicate drought conditions.

15 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY V.1.4 Shrnutí Sucho, které v roce 215 postihlo území České republiky, bylo způsobeno výrazným deficitem srážek. Celkový úhrn srážek v roce 215 byl druhým nejnižším od roku K tomu se v letních měsících vyskytlo několik vícedenních období s tropickou teplotou vzduchu, která způsobila zvýšený výpar a přispěla k prohloubení nedostatku vody v krajině. Hydrologické projevy sucha ve vodních tocích byly patrné již po nevýrazném tání na konci mírné zimy. Od začátku května již docházelo k poklesům hladin a během roku hladiny většiny toků zaklesly na dobu několika týdnů i měsíců pod úroveň 355denního průtoku. Na mnoha tocích byl delší dobu podkročen i 364denní průtok a v některých regionech došlo až k úplnému vyschnutí menších toků. Pozitivně se projevil vliv velkých nádrží, které nadlepšovaly minimální průtoky v ovlivněných úsecích toků. Sledované veličiny podzemních vod (hladiny vody ve vrtech a vydatnosti pramenů) v průběhu roku 215 klesaly až na velmi nízké úrovně, v ročním hodnocení však rok 215 nebyl nejsušší. Celková roční bilance podzemních vod vycházela z vcelku normálního stavu na počátku roku a byla ovlivněna srážkově příznivým koncem roku, ve kterém se částečně doplnily mělké i hlubší zvodně. ČHMÚ zpracoval podrobné vyhodnocení sucha na území republiky v roce 215, a to z hlediska jeho meteorologických příčin, výparu a vláhové bilance, půdního sucha a vlivu na vegetaci, zásob vody ve sněhu, hydrologického sucha a vlivu vodních nádrží, jakož i srovnání s historickými případy sucha 194, 1947, 1994 a 23. Tento článek, zařazený do Hydrologické ročenky 215, obsahuje pouze vybrané informace týkající se hydrologického sucha. Úplná zpráva je uložena v knihovně ústavu a je ke stažení na jeho webových stránkách.

16 174 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE V.2 Vliv vybraných vodních nádrží na minimální průtoky během hydrologického sucha v roce 215 V.2 Influence of selected reservoirs on low flows during the hydrological drought in 215 (Autoři / Authors: RNDr. Pavel Kukla, Ing. Petr Šercl, Ph.D.) This article deals with the influence of selected reservoirs operation on low flows during the hydrological drought in 215. Water reservoirs with significant storage space contributed to mitigating hydrological drought very significantly. For example, mean daily discharge of the Vltava River in Prague did not drop below 43 m 3.s 1. In the times of unregulated flows this value of discharge was corresponding approximately to a Q 33d flow. Without the influence of reservoir operation, discharge in Prague would fall below 4 m 3.s 1 for more than three months and for few days even below 2 m 3.s 1, which would be less than a Q 364d flow. A significant effect had also the system of reservoirs Skalka-Jesenice-Nechranice for the Ohře River together with the Vltava cascade on discharges of the Lower Labe River downstream of the confluence with the Vltava or Ohře rivers. Calculations of uninfluenced discharge for the profile Děčín on the Labe River showed significant effect of large water reservoirs on flows of the Lower Labe. Mean daily discharge would be less than 5 m 3.s 1 in the first half of August, whereas increase due to reservoirs operation reached about 3 m 3.s 1. V.2.1 Úvod V některých úsecích vodních toků jsou průtoky v obdobích s minimy nadlepšovány provozem vodních děl, která jsou k tomuto účelu určena. Jedním z těchto úseků je dolní tok Vltavy pod vodním dílem Vrané, kde se projevuje zejména vliv nádrží Lipno, Orlík a Slapy. Dalšími významně ovlivněnými úseky jsou např. dolní tok Ohře pod nádrží Nechranice a rovněž úsek Labe od soutoku s Vltavou, kde se projevuje jak vliv nádrží Vltavské kaskády a pod soutokem s Ohří i vliv nádrží v povodí Ohře. Pro zjištění vlivu nádrží na velikost minimálních průtoků na dolní Vltavě a Labi byl proveden přibližný výpočet řady průměrných denních průtoků Q d v profilu Praha-Chuchle (viz obrázek V.18) a Děčín (viz obrázek V.19) bez vlivu nadlepšení vybranými velkými vodními nádržemi v povodí Vltavy (nádrže Vltavské kaskády, VD Římov), Sázavy, Berounky a Ohře. Vliv nadlepšení vodními nádržemi v povodí Labe nad soutokem s Vltavou nebyl ve výpočtu zohledněn. V.2.2 Výpočet řady průměrných denních průtoků bez vlivu nadlepšení vodními nádržemi Výpočet (odhad) řady průměrných denních průtoků bez vlivu nadlepšení vodními nádržemi je založen na postupu, kdy jsou nasčítány řady průměrných denních průtoků ve vodoměrných stanicích, které nejsou výrazně ovlivněny nadlepšením průtoků z velkých vodních nádrží (nádrže Vltavské kaskády, Římov, Švihov, Hracholusky, Žlutice, Jesenice, Horka, Stanovice, Nechranice). Při výpočtu bylo počítáno s postupovými dobami průtoků do profilu Praha-Chuchle a do Děčína, přičemž pro zjednodušení výpočtu byla postupová doba průtoků odhadnuta s uvažovanou průměrnou rychlostí proudění,5 m.s 1. Výsledná postupová doba mezi danými profily byla zaokrouhlena na celé dny. Do výpočtu byly zahrnuty řady průměrných denních průtoků z vodoměrných stanic, které jsou uvedeny v tabulce V.6. Průtoky v těchto vodoměrných stanicích představují odtok ze 74,4 % plochy povodí k profilu vodoměrné stanice Praha-Chuchle. Zbývající část řady průměrných denních průtoků do profilu Praha-Chuchle byla dopočítána na základě výpočtu odtoku z neměřeného 1, Q355d ( ) Q364d ( ) Qd 215 Qd 215 (bez vlivu nádrží) Qd 1947 Q355d ( ) Q364d ( ) Q [m 3.s 1 ] 1, 1, Obr. V.18 Pozorované průměrné denní průtoky na Vltavě v Praze z let 1947 a 215 a vypočtené průměrné denní průtoky v profilu Praha- Chuchle z roku 215 bez vlivu provozu velkých vodních nádrží. Pro porovnání jsou uvedeny empirické hodnoty Q 355d a Q 364d za referenční období a Fig. V.18 Observed mean daily discharge of the Vltava River in Prague from 1947 and 215 and calculated mean daily discharge in Prague- Chuchle from 215 without the influence of the operation of large water reservoirs. For comparison empirical values Q 355d and Q 364d for the reference periods and are presented.

17 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY mezipovodí z denních odtokových výšek podle analogonových stanic, které odpovídají svými odtokovými poměry příslušným částem neměřeného mezipovodí. Do tohoto výpočtu vstupovaly jako analogony stanice, které jsou v tabulce V.6 označeny hvězdičkou. Porovnáme-li v profilu Praha-Chuchle hydrogramy pozorovaných průměrných denních průtoků a řady vypočtených odovlivněných hodnot průtoků (bez vlivu vybraných nádrží), je zřejmé, že do začátku července je jejich průběh podobný. Od druhé dekády v červenci je však patrný jednoznačný pokles hodnot průtoků u vypočtené odovlivněné řady, zatímco průtoky v pozorované řadě se pohybují setrvale okolo hodnoty 45 m 3.s 1, tudíž zde začalo docházet k výraznému nadlepšování průtoků, a tedy i prázdnění zásobních prostorů nádrží. Nejmenší průtoky ve vypočtené časové řadě průtoků se objevují v období od 8. do 17. srpna, kdy jsou jejich hodnoty nižší než 2 m 3.s 1. Minimum vypočtené řady je dosaženo 16. srpna a činí 15,6 m 3.s 1. Z grafu na obrázku V.18 je dále zřejmé, že srážky, které se vyskytly v polovině srpna a částečně zasáhly i povodí Vltavy, by způsobily podstatně větší nárůst průtoků oproti nárůstu pozorovaných průtoků v Praze-Chuchli, které byly transformovány provozem nádrží. Z porovnání řad pozorovaných a vypočtených průměrných denních průtoků vyplývá, že nadlepšení průtoků nádržemi dosahovalo v Praze-Chuchli v období nejmenších průtoků cca až 3 m 3.s 1. Období, po které byly průtoky výrazně nadlepšovány, trvalo od první dekády července do poloviny října 215. Na základě srovnání vypočítaných průměrných denních průtoků (bez vlivu vybraných nádrží) s hydrogramem průtoků z roku 1947 v profilu Praha-Modřany (viz obrázek V.18) lze konstatovat, že velikost minimálních průtoků v profilu Praha-Chuchle v roce 215 by byla bez nadlepšení průtoků nádržemi srovnatelná s rokem Průběh průtoků v roce 1947 byl však odlišný, protože výrazný pokles hodnot průtoků začal ve srovnání s rokem 215 podstatně dříve a trval až do poloviny listopadu. Při výpočtu řady odovlivněných průměrných denních průtoků v profilu Děčín na Labi bylo postupováno obdobným způsobem jako pro profil Praha-Chuchle. V tabulce V.6 je uveden seznam vodoměrných stanic, které vstupovaly do výpočtu svými řadami průměrných denních průtoků. Stanice, které vstupovaly navíc do výpočtu pro profil Děčín, jsou šedivě podbarveny. Plocha neměřeného mezipovodí, které bylo dopočítáno pomocí analogonových stanic, tvoří 22,8 %. Z porovnání pozorované a vypočtené odovlivněné řady průměrných denních průtoků na Labi v Děčíně (viz obrázek V.19) vyplývají podobné závěry jako pro profil Praha-Chuchle. Období, kdy se výrazně mění průběh pozorovaných a vypočtených průměrných denních průtoků, a kdy tedy docházelo k výraznému nadlepšování průtoků, spadá do první dekády července. Od této doby pozvolna klesají hodnoty průtoků ve vypočtené odovlivněné řadě až do poloviny srpna, kdy v období 1. až 17. srpna jsou hodnoty odovlivněných průtoků menší než 5 m 3.s 1 s minimální hodnotou 47,7 m 3.s 1 dne 14. srpna. Po výrazných srážkách v polovině srpna, které dočasně způsobily zvětšení průtoků, došlo znovu k výraznému zmenšení poklesu průtoků, ale velikost průměrných denních průtoků se již nepřiblížila minimálním hodnotám z první poloviny srpna. Jelikož pozorované průměrné denní průtoky se v polovině srpna pohybovaly okolo 8 m 3.s 1, lze nadlepšení průtoků v profilu Labe v Děčíně odhadnout na cca 3 m 3.s 1. Ve skutečnosti však byla velikost nadlepšení o několik m 3.s 1 větší, jelikož průtoky nadlepšovaly také některé nádrže v horní části povodí Labe, např. VD Rozkoš. Vzhledem k umístění nádrží v horní části povodí Labe by byl odhad přítoku z mezipovodí pod vodními díly zatížen značnou chybou, a z tohoto důvodu nebyl proveden. Při porovnání vypočtené odovlivněné řady průměrných denních průtoků s pozorovanými průměrnými denními průtoky v roce 1947 vyplývá velká podobnost v poklesu průtoků od začátku července do poloviny srpna. Období minimálních průtoků v roce 1947 však nebylo přerušeno v polovině srpna tak výrazným zvětšením průtoků jako v roce 215 a období minimálních průtoků trvalo až do poloviny listopadu, než došlo k výraznému zvětšení průtoků. Minimální průměrný denní průtok v Děčíně na Labi, který byl vyhodnocen v roce 1947, dosáhl 4,1 m 3.s 1. 1, Q [m 3.s 1 ] 1, Q355d ( ) Q364d ( ) Qd 215 Qd 215 (bez vlivu nádrží) Qd 1947 Q355d ( ) Q364d ( ) 1, Obr. V.19 Pozorované průměrné denní průtoky na Labi v Děčíně z let 1947 a 215 a vypočtené průměrné denní průtoky v profilu Děčín z roku 215 bez vlivu provozu velkých vodních nádrží. Pro porovnání jsou uvedeny empirické hodnoty Q 355d a Q 364d za referenční období a Fig. V.19 Observed mean daily discharge of the Labe River in Děčín from 1947 and 215 and calculated mean daily discharge in Děčín from 215 without the influence of the operation of selected water reservoirs. For comparison empirical values Q 355d and Q 364d for the reference periods and are presented.

18 176 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE Ze srovnání vypočtených hodnot odovlivněných průměrných denních průtoků s dlouhodobými charakteristikami M-denních průtoků za období , které reprezentuje období před výstavbou velkých vodních nádrží, vychází, že v profilu na Labi v Děčíně by vypočtené hodnoty v období minimálních průtoků v roce 215 byly nižší než hodnota 355denního průtoku pro toto období, ale pravděpodobně by nedošlo k podkročení hodnoty 364denního průtoku. Tab. V.6 Vodoměrné stanice, které vstupovaly do výpočtu v profilech Praha-Chuchle a Děčín. Tab. V.6 Water gauging stations used in the calculation in the profiles Praha-Chuchle and Dečín. Vodoměrná stanice / Stations Tok / River Plocha povodí / Area [km 2 ] Kostelec nad Labem Labe ,4 Košátky Košátecký potok 147,3 Chlum-Volary Teplá Vltava 347,6 Černý Kříž-Volary Studená Vltava 12,4 Český Krumlov* Polečnice 197,6 Pořešín Malše 436,6 Pašinovice-Komařice Stropnice 399,9 Lékařova Lhota* Bezdrevský potok 123,7 Bechyně Lužnice 4 57, Písek Otava 2 913,7 Dolní Ostrovec Lomnice 391,3 Varvažov Skalice 367,9 Hrachov Brzina 133,2 Radíč* Mastník 268,6 Štěchovice Kocába 38,6 Zruč nad Sázavou Sázava 1 42,7 Kojčice Hejlovka 273,3 Milotice Jankovský potok 128,5 Červená Řečice Trnava 317,6 Senožaty Martinický potok 113,3 Blažejovice Blažejovický potok 27,5 Leský Mlýn* Sedlický potok 71,6 Radonice-Zdebuzeves Blanice 541,9 Poříčí nad Sázavou* Konopišťský potok 89,3 Stříbro Mže 1 144, Trpísty* Úterský potok 297,2 Plzeň-Skvrňany Vejprnický potok 75,9 Lhota Radbuza 1 181,8 Štěnovice Úhlava 892,8 Plzeň-Koterov Úslava 733,3 Nová Huť Klabava 359,5 Plasy Střela 773,8 Podmokly* Zbirožský potok 151,7 Rakovník Rakovnický potok 32,2 Beroun Litavka 625,5 Loděnice Loděnický potok 253,8 Radotín II* Radotínský potok 68,2 Průhonice* Dobřejovický potok 13, Praha-Nusle Botič 134,9 Praha-Libeň Rokytka 137,4

19 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY Vodoměrná stanice / Stations Tok / River Plocha povodí / Area [km 2 ] Velvary* Bakovský potok 292,5 Želízy* Liběchovka 124,1 Vědlice* Úštěcký potok 85,7 Cheb Ohře 689,7 Šlapany Odrava 267,1 Hrozňátov Mohelský potok 63,4 Leopoldovy Hamry Libocký potok 55,5 Libavské údolí Libava 68,2 Svatava-nová stanice Svatava 29,5 Karlovy Vary-Dvory Chodovský potok 9,3 Stará Role Rolava 126,3 Teplička Teplá 256,1 Pila* Lomnický potok 59,9 Ostrov Bystřice 127,6 Stránky* Blšanka 38,7 Postoloprty Chomutovka 185,4 Bílina Bílina 559,5 Jílové Jílovský potok 42,6 Děčín-Březiny Ploučnice 1 183,3 * stanice, které byly použity pro odhad odtoku z nepozorovaných částí mezipovodí / stations used for the estimation of runoff from ungauged interbasins Šedé řádky značí stanice použité navíc při výpočtech pro profil Děčín. / Grey rows indicate additional stations used for the computation regarding the Děčín profile. V.2.3 Závěr Vodní nádrže s významným zásobním prostorem přispěly ke zmírnění hydrologického sucha nadlepšováním minimálních průtoků. Například na Vltavě v Praze neklesla hodnota průtoku pod 43 m 3.s 1, což byla v období hodnota přibližně 33denního průtoku. Bez nadlepšování by Prahou patrně protékalo po více než tři měsíce méně než 4 m 3.s 1 a krátkodobě nejspíše méně než 2 m 3.s 1. Významný účinek měla rovněž soustava nádrží Skalka-Jesenice-Nechranice pro Ohři a spolu s Vltavskou kaskádou pro dolní Labe. Výpočty pro profil Děčín na Labi ukázaly, že bez vlivu nadlepšení velkými vodními nádržemi by průtoky na dolním Labi byly v první polovině srpna po několik dní menší než 5 m 3.s 1 a velikost nadlepšení průtoků velkými vodními nádržemi dosahovala v období minimálních průtoků cca 3 m 3.s 1.

20 178 V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE V.3 Reprezentativnost profilů vodoměrných stanic pro měření a vyhodnocení minimálních průtoků V.3 The representativeness of gauging stations for the measurement and evaluation of low flows (Autoři / Authors: Ing. Petr Šercl, Ph.D., RNDr. Pavel Kukla, RNDr. Jan Daňhelka, Ph.D., Ing. Daniel Kurka) This article deals with uncertainty in stage-discharge relationship, considering stability and sensitivity of river gauging sites during periods of low flows. The stability means how often the rating curve must be verified and reevaluated, sensitivity is computed as the ratio between corresponding discharge values at the change in water stage of one centimetre. In the periods of low flows, the river banks and channels are prone to extreme vegetation growth which influences water level and causes stage-discharge relationship to be less reliable and unstable. Little sensitivity means big ratios between corresponding flows and decreasing of uncertainty and reliability of rating curve. On the base of specified criteria, the stability and sensitivity were divided into three categories (A, B, C), and 496 river gauging sites were evaluated. The results show that approximately 15 2 river gauging sites should be stabilized and their sensitivity should be increased as well. Another 5 6 sites should be stabilized or their stability increased respectively. That means increased financial cost, but reliable measurements are fundamental to hydrology and here the expended cost means a great benefit for the future. V.3.1 Úvod Období hydrologického sucha a s ním spojený výskyt minimálních průtoků ve vodních tocích patří mezi hydrologické extrémy, jejichž riziko pro společnost nelze zpochybnit. V současné době se navrhují a přijímají mnohá opatření na zmírnění dopadů hydrologického sucha, a to jak technického, tak netechnického charakteru. Pro určení extremity hydrologického sucha a následné přijímání adekvátních opatření je nezbytné mít k dispozici spolehlivá data o průtocích. V období minimálních průtoků však do vyhodnocení průtoků vstupuje celá řada nejistot, přičemž některé z nich je možné zmenšit, příp. i eliminovat vhodně upraveným vodoměrným profilem nebo jinými technickými zásahy. V.3.2 Nejistoty při vyhodnocení minimálních průtoků a jejich možná redukce či eliminace Pro spolehlivé vyhodnocení minimálních průtoků je zásadní spolehlivé měření vodního stavu, kdy je nutné technicky zajistit, aby měření probíhalo i v období extrémně nízkých vodních stavů. Vztah mezi vodním stavem a průtokem (měrná křivka průtoků) v období minimálních průtoků bývá často nestabilní. Příčiny mohou být různé, nejčastějším důvodem je měnící se zpětné vzdutí hladiny, způsobené zarůstáním koryta vegetací, přítomností různých překážek v toku, zanášením koryta toku splaveninami atd., což má za následek, že aktuální vodní stav již nemusí odpovídat průtoku dle platné měrné křivky (viz obrázek V.2). Stabilita měrné křivky průtoků je přímo vázána na tzv. stabilitu vodoměrného profilu, kdy menší stabilita profilu nutí zpracovatele dat k častějšímu provádění hydrometrického měření a následné verifikaci a leckdy i poměrně časté aktualizaci měrné křivky průtoků. Dalším problémem, který může vést k menší spolehlivosti dat, je malá citlivost vodoměrného profilu za nízkých vodních stavů. Pokud je profil málo citlivý, změna vodního stavu (např. i jen o jeden centimetr) může znamenat změnu průtoku až o několik desítek procent (viz obrázek V.21). Při větší nejistotě měření vodního stavu se tak zvětšuje i nejistota ve vyhodnoceném průtoku. Základním opatřením, které zvyšuje stabilitu vodoměrného profilu, je výstavba příčného prahu, který vzdouvá hladinu ve vodoměrném profilu a zamezuje či redukuje ovlivnění měření vodního stavu vzdutím hladiny níže po toku pod vodoměrným profilem. Pro zvýšení citlivosti profilu za nízkých vodních stavů je potřebné, aby průtok byl koncentrován v určité části vodoměrného profilu. Pokud není profil a přilehlý úsek toku stavebně upraven kynetou pro soustředění malých průtoků, je vhodné např. upravit konstrukci příčného prahu tak, aby byl práh skloněn ke břehu, na kterém je umístěno vodoměrné čidlo. V.3.3 Posouzení stability a citlivosti vodoměrných profilů Stabilita a citlivost celkem 496 vodoměrných profilů byla posuzována vzhledem k úrovni hladiny při průtoku Q 355d a menším. Profily byly následně roztříděny do kategorií, které uvádí tabulka V.7. A Stav [cm] B A 3 1 Průtok [m.s ] B Obr. V.2 Vliv zanášení nebo zarůstání průtočného profilu na změnu měrné křivky. Fig. V.2 The change of rating curve influenced by vegetation growth or alluviation.

21 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY A Stav (cm) A B A B 3-1 Průtok (m.s ) B Obr. V.21 Rozdíl v citlivosti profilů v závislosti na tvaru příčného profilu a jeho vliv na tvar měrné křivky. Fig. V.21 The influence of river site shape on the slope of rating curve. Tab. V.7 Kritéria pro stanovení úrovní stability a citlivosti vodoměrného profilu. Tab. V.7 Criteria for different categories of stability and sensitivity of river gauging sites. Stabilita profilu / Profile stability A B C stabilní profil / stable profile méně stabilní profil / less stable profile nestabilní profil / unstable profile vliv zarůstání profilu nebo zanášení sedimenty je minimální, měrnou křivku je nutné měnit v průměru 1x ročně silnější zarůstání nebo zanášení splaveninami, měrnou křivku je nutné měnit v průměru 2x ročně silné zarůstání vegetací nebo časté zanášení koryta, měrná křivka průtoku je (zejména ve vegetační sezoně) velmi obtížně stanovitelná Citlivost profilu / Profile sensitivity A vysoká citlivost / high sensitivity změna vodního stavu o 1 cm odpovídá změně průtoku o 1 % a méně B nižší citlivost / less sensitivity změna vodního stavu o 1 cm odpovídá změně průtoku o 3 % a méně, avšak více než 1 % C nízká citlivost / low sensitivity změna vodního stavu o 1 cm odpovídá změně průtoku o více než 3 % V tabulce V.8 jsou uvedeny počty vodoměrných profilů s danou úrovní stability a citlivosti. Tab. V.8 Počet vodoměrných profilů s danou úrovní stability a citlivosti. Tab. V.8 River gauging sites totals included in the particular stability and sensitivity category. Charakteristika / Characteristic A B C Stabilita profilu / Profile stability Citlivost profilu / Profile sensitivity Úrovně A v obou charakteristikách dosahuje celkem 54 profilů, přičemž 13 profilů je na základě hodnocení jejich stability a citlivosti na úrovni C. Je zřejmé, že hodnocení profilů z hlediska stability je subjektivnější než z hlediska citlivosti, protože i přes existující metodické pokyny bude záležet vždy na konkrétním pracovníkovi hydrologické služby, jak často provádí hydrometrická měření a jak na základě jejich vyhodnocení provádí případnou aktualizaci měrné křivky. Mapy s hodnocením stability a citlivosti profilu jsou uvedeny na obrázcích V.22 a V.23. Pro účely jednoduššího hodnocení byly jednotlivým kategoriím přiřazeny číselné hodnoty (A, B 1, C 2), které byly následně sečteny. Součet hodnot u jednotlivých profilů se pohybuje v rozmezí až 4. Mapa je znázorněna na obrázku V.24. V.3.4 Závěr Článek se zabývá hodnocením reprezentativnosti vodoměrných profilů pro měření a vyhodnocení minimálních průtoků. Profily byly hodnoceny z hlediska stability a citlivosti a výsledky byly zpracovány v tabelární a mapové podobě. Lze konstatovat, že na území ČR není oblast s větší koncentrací profilů s méně příznivým hodnocením, což znamená, že by v každém větším regionu (kraj, povodí 3. řádu) mělo být vyhodnocení průtoků v době minimálních průtoků dostatečně reprezentativní. Pro detailnější hodnocení extremity sucha např. na úrovni obcí s rozšířenou působností by však bylo potřebné a žádoucí nalézt finanční prostředky a upravit vybrané vodoměrné profily tak, aby došlo k významnému zmenšení nejistoty ve vyhodnocení minimálních průtoků.

22 18 Obr. V.22 Vyhodnocení stability vodoměrných profilů. Fig. V.22 Evaluation of measuring sites stability. Obr. V.23 Vyhodnocení citlivosti vodoměrných profilů. Fig. V.23 Evaluation of measuring sites sensitivity. V. AKTUÁLNÍ A REGIONÁLNÍ PROBLÉMY A ÚKOLY HYDROLOGIE

23 HYDROLOGICKÁ ROČENKA ČESKÉ REPUBLIKY Obr. V.24 Stabilita a citlivost vodoměrných profilů ( velmi dobré, 4 nevyhovující). Fig. V.24 Evaluation of river gauging sites stability and sensitivity ( very good, 4 unsuitable).